Книга: Тайные знаки природы. Как стать погодным детективом и читать приметы
Назад: Глава 4 Солнце, Луна и звезды
Дальше: Глава 6 Времена года
Глава 5
Положение Солнца и время суток
Кроме нашей планеты, еще одним важным небесным телом для нас является Солнце. Из-за довольно большого расстояния – в 150 миллионов километров – его согревающие лучи доходят до Земли за восемь минут. Если бы Земля находилась ближе к обжигающему горнилу Солнца, ее постигла бы участь Меркурия или Венеры – вся вода с поверхности планеты испарилась бы, и жизнь на ней была бы невозможна.
Внутри огненного шара, которым является наше Солнце, ежесекундно сгорает от 500 до 600 миллионов тонн водорода, в результате чего образуется свет, тепло и другие виды электромагнитного излучения. Но беспокоиться не о чем: несмотря на высокое потребление, запасов Солнца хватит еще на несколько миллиардов лет.
Получить представление о том, насколько огромным является Солнце, можно при помощи простой модели. Если предположить, что наша Земля имеет размер вишни, то диаметр Солнца будет равен полутора метрам, а само оно будет располагаться в 150 метрах от Земли.
В дневное время можно наблюдать за солнечной поверхностью так же, как и за лунной, потому что оба светила представлены на небе в виде одинаковых по размеру дисков (по крайней мере, оптически). К сожалению, из-за его чрезмерной яркости мы не можем смотреть на Солнце даже непродолжительное время. И это не может не расстраивать, потому что на его поверхности можно увидеть различные процессы, интересные не только своей красотой. Поверхность Солнца усеяна солнечными пятнами, похожими на родинки, покрывающие беловато-желтое лицо нашей звезды.
* * *
Прежде чем рассказать о безопасном способе наблюдения за этим потрясающим явлением, я хотел бы немного подробнее остановиться на значении солнечных пятен для человека.
Солнечные пятна выглядят темными, так как в этих областях температура Солнца немного ниже. Тем не менее появление этих пятен указывает на общее повышение активности Солнца: чем больше пятен, тем больше излучения оно производит, и тем больше тепла мы получаем. Этот процесс цикличен – в течение несколько лет на Солнце появляется все больше и больше пятен, а в конце цикла они постепенно исчезают. Длительность такого цикла равна примерно одиннадцати годам, однако излишне говорить, что Солнце не всегда придерживается этого графика. Например, после исчезновения пятен в конце одного из последних циклов (в декабре 2007 года) прошло необычно много времени, прежде чем они снова стали появляться. Поверхность Солнца оставалась безупречно чистой, и даже спустя годы на ней не появилось ни одного пятна. Ученые считают, что солнечное излучение в целом сейчас слабее, и следующий цикл будет менее выражен, поэтому нам предстоит наблюдать гораздо меньше пятен.
Европа уже столкнулась с последствиями уменьшения солнечной активности, которые в последние несколько лет выразились в необычайно суровых зимах. Такие зимы отличались сильными морозами, замерзанием рек и озер, а также стали причиной поломки большого количества поездов основного железнодорожного оператора Германии – Deutsche Bahn. И все это из-за отсутствия пятен на Солнце. По всей вероятности, нам предстоит пережить еще не одну такую зиму. Такие долгосрочные колебания в работе нашей небесной отопительной системы маскируют влияние парникового эффекта и затормаживают изменения климата.
Но вернемся к нашему саду. Существует простой способ, позволяющий наблюдать за потрясающими процессами, разворачивающимися на Солнце. Все, что вам нужно, – это бинокль и лист бумаги. Но будьте осторожны: никогда не смотрите в бинокль прямо на Солнце, так как всего за несколько секунд ваши глаза могут серьезно пострадать.
В данном эксперименте мы будем использовать бинокль в качестве проектора, который позволит нам безопасно смотреть на спроектированное на бумагу изображение Солнца. Для этого расположите бинокль напротив листа бумаги и направьте его на Солнце (таким образом, как будто лист бумаги собирается посмотреть на Солнце). Немного поводив биноклем туда-сюда, вы обнаружите изображение Солнца на бумаге. Вначале оно будет выглядеть как яркое пятно, затем вы можете настроить резкость, получив более четкое изображение на листе. Теперь можно хорошо рассмотреть само Солнце и пятна на нем. Вместо того чтобы пытаться ровно удерживать бинокль руками, удобнее будет установить его на штатив, однако это потребует от вас дополнительных усилий при настройке. И не забывайте, что никто не должен смотреть в бинокль прямо на Солнце.
Если вы будете регулярно проверять количество солнечных пятен и внимательно следить за солнечной активностью, то сможете узнать, насколько холодной будет следующая зима, опираясь на закономерность: чем меньше пятен на Солнце, тем более холодной будет зима.
Дневной путь Солнца по небу
Именно благодаря вращению Земли вокруг своей оси (полный оборот она совершает за 24 часа) происходит циклическая смена дня и ночи. Как бы банально это не звучало, но этот факт влияет на наше восприятие действительности. Мы привыкли говорить о Солнце так, как будто до сих пор живем в глубоком Средневековье. Нам не кажутся необычными рассуждения о восходах и закатах Солнца, а также о его движении по небу с востока на запад. Если бы какой-нибудь инопланетянин нас услышал, то подумал бы, что мы до сих пор верим во вращение Солнца вокруг Земли. Конечно, я и сам использую эти выражения, ведь они являются неотъемлемой частью нашего языка. Тем не менее я призываю вас провести небольшой эксперимент на восходе солнца. Посмотрите на восток и напомните себе, что Солнце не движется. Это не оно поднимается, а земля у нас под ногами медленно поворачивается на восток.
Каждый раз, когда я так делаю, у меня возникает очень интересное чувство. Ведь именно так все и происходит на самом деле, мы просто привыкли смотреть на вещи по-другому. Вечером на закате можно проделать тот же трюк, только теперь нужно представить, что это не Солнце опускается за горизонт, а сам горизонт поднимается по отношению к нему по мере того, как Земля продолжает поворачиваться на восток.
МУРАВЬИ – ВАШИ САДОВЫЕ ПОМОЩНИКИ
С приходом весны активная деятельность начинается не только среди цветов, но и среди менее приятных глазу ползающих созданий – муравьев. Безусловно, муравьи могут действовать на нервы. И дело не только в том, что некоторые их разновидности больно кусаются, но и в их способности превратить ваш сад в ферму для разведения тли. Однако их положительное влияние часто незаслуженно остается незамеченным. Поддерживая жизнь своей сложной цивилизации, эти трудолюбивые насекомые также участвуют в рыхлении почвы, делая ее более проницаемой для корней растений. Есть и другая причина, по которой муравьи необходимы для многих садовых растений.Вы когда-нибудь задумывались, как некоторые полевые цветы попадают в различные места вашего сада? Они растут на одном месте несколько лет, а затем внезапно появляются в другом углу вашего участка и начинают безудержно разрастаться. Причиной этого являются муравьи, которые участвуют в распространении их семян. Чтобы заручиться помощью муравьев, цветы предлагают им небольшое вознаграждение. К каждому семени прикреплена элайосома – сладкая и питательная закуска, которую курьеры получают в качестве платы за свои услуги. Муравьи приносят этот аппетитный груз в свой дом, а ненужные им семена выбрасывают, относя на расстояние до 70 м от своего жилища. В результате обе стороны остаются довольны – и муравьи сыты, и растения получают возможность распространить свое потомство на новые территории.Такой бесплатной доставкой пользуются земляника лесная, фиалка собачья, черемша, яснотка пурпурная и незабудка.
Время на часах и местное солнечное время
Что связывает ваши часы и природу? На самом деле – ничего, и именно поэтому нам стоит об этом поговорить.
Часы должны отражать положение солнца на небе. Именно поэтому часовая стрелка движется слева направо, повторяя путь солнца с востока (когда вы смотрите на солнце на юге, восток будет слева) на запад (справа). Это всего лишь оптическая иллюзия, обусловленная вращением нашей планеты.
И так как на своей руке вы носите полезный астрономический инструмент, вам не помешает научиться использовать его и для других целей. Часы могут быть использованы в качестве компаса для ориентации на местности: если расположить часы так, чтобы часовая стрелка указывала на солнце, направление на юг всегда будет между часовой стрелкой и цифрой 12 (в странах, где часы переводят на час вперед, летом вместо 12 нужно ориентироваться на 1).
В 12 часов дня солнце должно находиться точно на юге, в своей наивысшей точке. Должно. Однако в вопросе определения времени по часам не все так однозначно. Земля представляет собой сферу, поэтому, когда солнце находится в зените над Берлином, должно пройти 26 минут, прежде чем оно достигнет своей высшей точки над Кельном, расположенным примерно на 580 км западнее. Местное солнечное время (истинное солнечное время или принятое для расчетов среднее солнечное время) будет разным в каждой конкретной точке. Однако в масштабах страны им пользоваться неудобно. Ориентируясь по нему, люди просто не смогли бы назначать друг другу встречи и составлять расписания движения транспорта.
Эта проблема была решена введением часовых поясов. В Германии живут по центральноевропейскому времени. Однако только на границе между Германией и Польшей центральноевропейское время соответствует действительной позиции солнца, и если вы хотите, чтобы время на ваших часах совпадало с положением солнца в любой другой точке Германии, вам придется отнять от официального времени от одной минуты до получаса.
В летнее время нужно отнимать дополнительный час, так как весной здесь переводят часы на час вперед.
Я советую вам рассчитать разницу во времени для того места, где вы живете. Чтобы это сделать, вам нужно узнать его долготу, которую можно найти на карте вашей местности (координаты указаны на краях карты). Существуют различные веб-сайты, на которых вы можете ввести свои координаты и определить местное солнечное время, а затем рассчитать разницу между ним и поясным временем. Если, например, местное солнечное время отстает от официального на 15 минут, то вам нужно будет каждый раз прибавлять эти 15 минут к официальному времени. Поэтому Солнце будет находиться в своей высшей точке, на юге, в 12:15.
* * *
Величина воздействия ультрафиолетового излучения также тесно связана с положением солнца, которое теперь вы можете определить при помощи часов: наиболее сильным ультрафиолетовое излучение будет незадолго до или после 12 часов дня (или 12:15, как в приведенном выше примере при разнице в 15 минут). Между тем влияние УФ-лучей в 9:00 и 15:00 будет одинаковым.
Однако с температурой воздуха дело обстоит немного по-другому. Солнцу нужно время, чтобы прогреть воздух, поэтому максимальная температура дня будет достигнута только через 2–3 часа после того, как солнце окажется в зените (то есть примерно в 15:00).
Птичьи часы
Так же как обычные часы помимо своего основного назначения могут быть использованы для наблюдения за природными процессами, природа может помочь нам определять время, по крайней мере, примерно. Кроме положения солнца, для нас может быть информативным поведение птиц и их утреннее пение.
Так почему же птицы поют? Ясно одно – не для наших ушей они наполняют воздух своими мелодиями и уж точно не из-за того, что их переполняет радость жизни. На самом деле птицы поют для того же, для чего собаки поднимают заднюю лапу у столба – чтобы пометить территорию. И так как песня, прозвучав, исчезает, птицам приходится повторять ее снова и снова.
Основное сообщение, которое соперничающие самцы передают друг другу, означает примерно следующее: «Берегись! Это моя территория!»
Обращенное к самкам пение самцов призвано показать их достоинства – силу и способность к размножению. Именно поэтому большинство видов не поет дуэтом.
Виды птиц, которые не жалеют усилий, выводя длинные трели, обычно яростно защищают свою территорию. Особенно яркий пример – черный дрозд и малиновка. Пение домовых воробьев или грачей, также считающихся певчими птицами, отличается большей простотой, и они более дружелюбны по отношению к представителям своего вида, гнездящимся на близкой к ним территории.
Сад с разнообразной растительностью станет местом обитания многих видов птиц. Однако если бы все птицы пели в одно и то же время, мелодия каждого из них тонула бы в какофонии голосов. Чтобы все песни достигли своего слушателя – соперника или возлюбленную – пение каждого вида привязывается к определенному времени утра. Или, скорее, не времени, а положению солнца, и отсчет начинается с восхода – события, на которое легче всего ориентироваться. К сожалению, время восхода постоянно меняется. Так, весной восход солнца наступает с каждым днем немного раньше вплоть до 21 июля, дня летнего солнцестояния, и с этого момента солнце снова начинает вставать все позже. Поэтому птичьи часы не могут полностью заменить настоящие, хотя каждый вид с поразительной точностью день за днем следит за тем, чтобы попасть именно в отведенный ему промежуток времени.
В интернете вы можете найти веб-сайты, на которых указано время пения многих видов птиц. На немецком веб-сайте , который можно найти по ключевому слову Vogeluhr («птичьи часы»), представлено такое описание: жаворонок начинает петь, когда еще темно, за целых полтора часа до восхода солнца. Следующей выходит на сцену горихвостка. Дрозд начинает свое представление ровно через час после восхода солнца, а за ним, через полчаса, – пеночка-теньковка. Как только солнце показывается на горизонте, пение всех птиц сливается в утренний хор. Начиная с этого момента, чтобы определить время, вам придется полагаться на другие живые существа – цветы.
Цветочные часы
Шведский естествоиспытатель Карл Линней в результате своих прогулок на природе сделал удивительное открытие. Он обнаружил, что растения различных видов распускают свои венчики в неодинаковое время дня и делают это с поразительным постоянством. Удивительно, но в то время по точности они могли соперничать с часами на церковной башне. Что может быть лучше, чем создать «живые» часы из различных видов растений? Линней претворил эту идею в жизнь, организовав особую цветочную клумбу в ботаническом саду Уппсалы. Он расположил растения в виде циферблата, разделив клумбу на двенадцать частей. В каждой части цветы открывались в определенный час, позволяя прохожим определять время. Однако были и некоторые сложности, связанные с функционированием часов, так как цветы переставали цвести всего через несколько недель, и их нужно было постоянно заменять на новые. К тому же цветы, произрастающие в горах, в городе вели себя по-другому из-за более теплого климата. Тем не менее сама идея не может не восхищать, и вы можете определять время с помощью своих садовых растений даже без клумбы в виде часов.
* * *
Первыми, в 5 утра, распускаются цветки тыквы и кабачка. С 8 часов начинают раскрывать свои лепестки бархатцы, а в 9 часов – маргаритки. Когда солнце находится в зените, полуденный цветок (Мезембриантемум, также известный как ледяная трава) раскрывает свои бутоны. Между двумя и тремя часами дня одуванчики начинают закрываться, а к трем часам заканчивают свой день бахчевые. Примерно в 6 часов вечера складывает свои лепестки мак.
Почему цветы распускаются в разное время? Это необходимо для привлечения насекомых-опылителей, которых сбивает с толку такое разнообразие цветов. В часы, когда большое количество растений раскрывают свои венчики, пчелы не могут навестить их всех, поэтому многие цветы остались бы без гостей. Предлагая свой нектар и пыльцу в той половине дня, когда соперники уже спят, такие виды растений получают конкурентное преимущество и повышают свои шансы на опыление.
Вместе с тем пчелам это также дает шанс воспользоваться доступными источниками нектара и принести в свои ульи как можно больше запасов на зиму. Чем больше нектара они запасут, тем больше молодых пчел выживет, что, в свою очередь, увеличивает шансы на опыление в следующем году.
Ученые Геттингенского университета обнаружили, что «внутренние часы» цветов могут замедляться. По всей видимости, это также связано с их желанием привлечь пчел. Опыленные цветы закрываются вовремя. Однако те цветы, которые все еще ждут гостей, остаются открытыми дольше, возможно, в надежде привлечь пролетающих мимо опылителей. Заметные изменения в работе цветочных часов вашего сада могут означать недостаток домашних и диких пчел в вашей местности. Вы можете исправить ситуацию, установив гостиницу для насекомых в вашем саду или даже обзаведясь собственными пчелами.
Солнечные часы
Везде, где есть свет, – всегда есть и тень. Именно этот принцип лежит в основе работы солнечных часов. Они представляют собой полукруглый циферблат с укрепленным на нем стержнем, который называется «гномон». На таких часах, расположенных правильно относительно сторон света, тень от гномона движется по циферблату, изменяя свою позицию в зависимости от положения солнца на небе. Таким образом, тень падает на соответствующую цифру или на промежуток между ними, позволяя определить время.
Если вы будете полагаться только на этот метод определения времени, то вскоре начнете опаздывать на все встречи, так как солнечные часы показывают местное истинное солнечное время, о котором речь шла на с. 68. Они также не учитывают переход на летнее время, когда часы переводятся на час вперед. Если вы хотите получить точное время, вам нужно отнять от полученного значения или прибавить к нему несколько минут в зависимости от вашего положения в часовом поясе, а затем прибавить еще один час, если нужно учесть летнее время. Это может показаться сложным, однако вам нужно будет рассчитать разницу всего один раз, и в последующие разы вы будете определять время гораздо быстрее. Вы можете даже слегка повернуть циферблат, если есть такая возможность, чтобы привести его в соответствие с расчетами, и тогда время на солнечных часах будет в точности совпадать с официальным временем.
У этого традиционного способа определения времени есть одно неоспоримое преимущество перед другими, обычно используемыми нами в повседневной жизни, – нам следует беспокоиться о времени, только когда светит солнце.
Назад: Глава 4 Солнце, Луна и звезды
Дальше: Глава 6 Времена года
